响应面法超声波辅助提取新郑枣叶中总黄酮的工艺研究

郝红英 田恒运 赵功明 周艳玲 任凯文

摘要 [目的]优化超声波辅助提取新郑枣叶中总黄酮的工艺，为工业化生产中从枣叶提取黄酮提供参考。[方法]在预试验的基础上，通过响应面法优化超声波辅助提取总黄酮的工艺。[结果]总黄酮的最佳提取条件如下：脱脂枣叶粉末2.0 g，乙醇浓度30.00% 、料液比1∶15、提取温度40 ℃、提取时间35 min。在此条件下，新郑枣叶中总黄酮提取率为6.55%。[结论]该工艺提取效率高，操作简便，是一种具有发展前景的提取方法。

关键词 新郑枣叶;黄酮;响应面法;超声波辅助提取

中图分类号 R284.2文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）02-0179-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.02.048

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on the Technology of Extracting Total Flavonoids from the Leaves of Xinzheng Jujube by Response Surface Methodology Assisted with Ultrasonic Extraction

HAO Hongying，TIAN Hengyun，ZHAO Gongming et al （Medical School，Huanghe Science and Technology College，Zhengzhou，Henan 450063）

Abstract [Objective] To optimize the extracting technology of total flavonoids with ultrasonic technology from Xinzheng Jujube leaves and provide certain references for extracting flavonoids from jujube leaves in industrial production.[Method] On the basis of preliminary experiment，the extraction technology of total flavonoids assisted with ultrasonic technology was optimized by response surface methodology.[Result] The optimum conditions of extracting total flavonoids from Xinzheng Jujube leaves were as follows： defatted jujube leaf powder 2.0 g，ethanol concentration 30.00%，materialliquid ratio of 1∶15，extraction temperature 40 ℃，and extraction time 35 min.Under these conditions，the extraction rate of total flavonoids from Xinzheng Jujube leaves was 6.55%.[Conclusion] The technology had high extraction efficiency，simple operation，and it was an extraction method with good development prospect.

Key words Xinzheng Jujube leaves;Flavonoids;Response surface methodology;Ultrasonic assisted extraction

棗树的叶、花、果、皮、根及刺皆可入药[1]。枣叶成分复杂，主要含有黄酮类、皂苷类及甜味抑制剂等。大部分药理学研究表明，黄酮类化合物具有保护心脑血管、利胆保肝、清除自由基、抗氧化、抗癌、抗菌、抗病毒等药理作用[2-3]。新郑大枣历史悠久，随着新郑枣产业的飞速发展，已开发出品种繁多的以枣为原料的制品，但尚未针对枣叶进行有效的开发利用，未能合理利用，使得枣叶这一珍贵资源被严重浪费。在经济新常态下，国家在农业方面发展的要求如下：将大力推行绿色、循环、生态农业;要加快建立农业废弃物资源再利用和有机肥的激励机制，运用变废为宝的思想，使宝贵的农业资源能持续利用。为此，笔者积极研究枣叶的开发应用，充分利用农业废弃物资源，变废为宝，同时来满足人们对天然产物的需求，改善新郑大枣的生态环境。目前尚无统一的黄酮提取方法，文献已报道醇提取、索式抽提取等多种提取方法[4]。超声波可使植物组织细胞破裂，有利于细胞中的成分进入溶剂中，有利于黄酮的提取。超声波技术已被广泛应用于植物有效成分的提取[5-6]，但尚未见到采用超声波辅助提取新郑枣叶黄酮的文献报道。笔者采用超声波辅助提取枣叶中黄酮，采用响应面试验法确定其最佳提取工艺，以期为枣叶黄酮提取产业化提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂 槲皮素标准样品（生化试剂），购自中国药品生物制品检定所;枣叶（摘自新郑孟庄枣园）;超声波清洗器，购自昆山市超声仪器有限公司;7230G可见分光光度计，购自上海菁华科技仪器有限公司。

1.2 枣叶中总黄酮含量的测定方法 参照文献[7-9]的方法，以槲皮素为标样，测定枣叶中黄酮类化合物的含量，得到标准曲线回归方程：Y=1.345 9A+0.287 6（R2=0.998 3）。式中，Y为槲皮素质量浓度（g/mL）;A为吸光度。

参照文献[9]方法测定枣叶中总黄酮含量。

1.3 枣叶中总黄酮的提取方法

枣叶中总黄酮的提取方法[9]：称取脱脂处理枣粉2.0 g置于250 mL锥形瓶中，加入一定的提取液，置于超声波清洗器中提取，静置，过滤，将滤液高速离心25 min，即得枣叶总黄酮类化合物提取液。

1.4 響应面试验法 采用响应面法（4因素3水平）BoxBehnken的中心组合设计[10-11]，见表1。采用响应面法分析4个因素对响应值的影响，同时优化总黄酮的提取工艺。重复3次。

1.5 数据统计与分析 响应面试验数据使用Design-expert 7.1.6软件进行统计与分析[12-14]。

2 结果与分析

2.1 响应面法优化枣叶中总黄酮的提取工艺 响应面试验结果如表2所示。

表2中29个试验号分为析因点和零点：1～24为析因试验，25～29为中心试验。利用Designexpert 7.1.6软件对数据进行二次回归拟合，获得二次多项回归数学模型：Y=6.21+0.14A+0.75B-0.086C+0.087D-0.085A×B+0.29A×C+0.10A×D-0.085B×C-0.44B×D+0.17C×D-0.19A2-0.71B2-1.07C2-0.30D2（R2=0.925 0）

回归分析结果见表3。由表3可知，该模型的P值<0.05，说明回归方程具有差异显著性。其中，B对Y值的影响极显著（P<0.01）;二次项C2对Y值也存在显著影响（P<0.01），二次项B2对Y值也有显著影响（P<0.05）。各因素之间的相互作用如图1～6所示。

由图1可知，当料液比不变时，随着乙醇浓度的不断增大，总黄酮提取率逐渐升高。可能是因为当料液比不变时，乙醇浓度不断增高，随着乙醇浓度的增加，总黄酮提取率也随之增高。

由图2可知，当提取温度不变时，乙醇浓度为30%左右时黄酮提取率最高。

由图3可知，当乙醇浓度不变时，随着提取时间的逐渐增加，总黄酮提取率先升高后降低。当提取时间为40 min、乙醇浓度为30.0%～32.5%时，总黄酮提取率最高。

由图4可知，当提取温度为40 ℃、料液比为1∶15时新郑枣叶中总黄酮提取率最高。当温度过高时，提取溶剂乙醇挥发太多，所以枣叶中总黄酮提取率就会相应下降。

由图5可知，当提取时间不变，料液比逐渐增加时，总黄酮提取率逐渐增高。当提取时间为40 min、料液比为1∶20～1∶15 时总黄酮提取率最高。

由图6可知，当提取时间为40 min，提取温度为40 ℃左右时枣叶中总黄酮提取率最高。

通过Design expert 7.1.6 软件对响应面优化工艺如下：乙醇浓度30.0%、料液比1∶15、提取温度40 ℃，提取时间35 min，此提取条件下枣叶中总黄酮提取率预测值为6.57%。

2.2 验证试验

为验证响应面法所得预测值的可靠性，采用最佳工艺条件，进行3次平行试验，测得平均提取率为6.55%，RSD为0.40%。此工艺参数下的结果与预测值较为接近，证实了响应面法优化枣叶黄酮提取工艺参数的准确性和有效性，说明所建模型拟合良好且可靠。

3 结论与讨论

该试验选取对新郑枣叶得率影响较大的4个因素（乙醇浓度、料液比、提取温度和提取时间）进行4因素3水平的响应面试验，从而得到了枣叶黄酮的最佳提取工艺参数：乙醇浓度30.0%、料液比1∶15、提取温度40 ℃，提取时间35 min，在此条件下枣叶中黄酮提取率可达6.55%。该研究充分利用超声波辅助提取技术和响应面分析法，优化后的工艺简单、快速、得率高。

参考文献

[1]

赵广杰.论新郑红枣的产业化[J].科技与企业，2015（12）：255-256.

[2] 谭秦莉，刘冬，李玉宝，等.总黄酮化合物药理作用研究进展[J].安徽中医学院学报，2009，28（3）：62-64.

[3] 李全国，楚杰，王君高，等.乐陵枣叶中总黄酮提取工艺研究[J].中国食物与营养，2013，19（7）：51-54.

[4] 李胜华，伍贤进.鱼腥草总黄酮的提取及其方法对比[J].吉首大学学报（自然科学版），2007，28（3）：117-118.

[5] 许晖，孙兰萍，张斌，等.花生壳黄酮类化合物的研究进展[J].农产品加工（学刊），2008（3）：11-15.

[6] 袁英髦，曹雁平.超声波辅助提取杜仲皮中的杜仲胶和杜仲黄酮[J].食品科学技术学报，2014，32（2）：67-71.

[7] 徐任生，陈仲良.中草药有效成分提取与分离[M].上海：上海科学技术出版社，2005：59-63.

[8] 郝红英，周芳，王改利，等.超声波辅助的乙醇-硫酸铵双水相联合提取鱼腥草总黄酮工艺[J].江苏农业科学，2017，45（1）：183-185.

[9] 郝红英，牛美兰，王研，等.乙醇-硫酸铵双水相提取马齿苋总黄酮工艺研究[J].安徽农业科学，2016，44（11）：145-147.

[10] 葛宜元.试验设计方法与Design-Expert软件应用[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2015.

[11] 张吕鸿，王成卓，肖晓明，等.响应面法提取烟叶有效物质工艺优化[J].化学工业与工程，2017，34（4）：33-38.

[12] 项昭保，刘星宇.响应面法优化超声-微波协同辅助提取橄榄多酚工艺研究[J].食品工业科技，2016，37（1）：195-200.

[13] 刘晓敏，黎玉婷，沈彩奕，等.应用响应面法优化金针菇子实体多糖提取工艺[J].安徽农业科学，2019，47（8）：159-161，167.

[14] 吴振起，高畅，杨璐，等.基于层次分析法结合Box-Behnken设计-响应面法优选养阴清肺汤加味提取工艺[J].中草药，2019，50（12）：2862-2867.